直流电子负载设计
因为电子负载内的MOS管在调整电路时工作在可变电阻区，在调整电流时会过热。本系统能够实现对电子负载内部的功率器件以及电源的温度进行实时监测，当温度超过限定值时采取一定的措施防止温度进一步升高以免发生危险。系统温度检测是由数字温度传感器ds18B20实现的。Ds18b20具有测温系统简单、测温精度高、连接方便、占用口线少等优点。硬件接口电路附录图？所示。
2.恒流工作模式的设计方案与选择
方案一：完全采用数字反馈控制的恒流源方案
这种电路是完全通过数字反馈实时调整由于负载变化带来的电流变化，并不以基本的恒流电路为基础。原理图如图2所示。
取样电阻R串入负载回路，放大取样电阻两端的电压，通过A/D转换可以得到负载回路的电流值，控制器采用一定的控制算法调节D/A输出的电压值，放大后直接作为负载的电源使用。
直流电子负载设计制作（F题）
青岛大学庄翠竹刘丙坤郑龙
专家点评:本系统设计的直流电子负载采用MSP430F2616 作为系统的主控芯片，实现了恒压、恒流和恒阻三种工作模式，并且可以在三者之间通过键盘进行程序模式切换。思路严谨，创意新颖，测试结果可信。论文撰写格式尚待规范。
中国海洋大学信息学院 程凯副教授
2.恒压电路的设计
恒压工作模式时，电子负载所流入的负载电流根据设定的负载电压而定，此时负载电流将会改变直到负载电压等于设定值为止，则电子负载电压保持设定值不变，体现了恒压的特点。恒压电路如图5所示。
图5恒压电子负载电路
由DA输入设定值参考电压值与R5、R7分压后的电压值，用运放进行比较。若运放正负输入端电压不相等，则运放输出控制MOS管开通，使输出电压恒定。达到恒压工作模式。
18B20实现对功率器件温度的检测。当检测到温度高于60度时，风扇工作；当温度小于55度时，风扇停转。
6．无线显示模块：
用的nRF24L01芯片，用另一个单片机MSP430FE427A接收主控单片机发送的数据，并通过12864显示电压、电流的设定值及实际AD采样值。
三、软件设计部分：
1.程序设计
本设计对单片机程控输出数字信号，经过D/A转换器输出模拟量，再经过运算放大器隔离放大，控制输出功率管的基极，随着功率管基极电压的变化而输出不同的电流。在通过键盘设定好需要输出电流值后，单片机对设定值按照一定的算法进行处理。经D/A输出电压控制恒流源电路输出相应的电流值。单片机系统还兼顾对恒流源进行实时监控，输出电流经过电流/电压转变后，通过A/D转换芯片，实时把模拟量转化为数据量，再经单片机分析处理，通过数据形式的反馈环节，使电流或者电压更加稳定。程序流程图附录如图6所示。
方案一：采用CD4051 COMS模拟开关
此方案的优点是开关速度快，缺点是引入该开关后，电池两端的地线选择困难。实际应用中开关本身对模拟信号的支持不佳，极大影响电路整体精度。
方案二：继电器开关
继电器是最可靠的电气隔离方式，采用继电器开关后，电池充电电路的地线选择非常方便，切换和工作非常可靠，对模拟信号传递没有任何障碍。
关键词：直流电子负载 无线MSP430F2616
一、方案论证与设计
系统框图：
图1 直流电子负载系统实现框图
该系统实现框图如上图1所示，包括主控器、键盘、显示电路、MOSFET功率电路和信号处理电路五个部分，信号处理模块包括信号调整电路和信号调理电路。图1中的待测电源是直流电子负载的待测电源，不属于直流电子负载的系统组成。
方案一：采用MTY25N60E MOS管，它常用于电力领域的应用。专为高电压、高速开关芯片,可以应用于电力供应、电机控制、PWM变流器等领域。
方案二：采用IRF540N芯片，具有低的导通内阻、快速开关和低热敏电阻。
因为在此题目下,MOS管需工作在可变电阻区，且承受最高3A的电流，发热比较严重，通过比较论证，选择方案二，采用IRF540N。
选择方案二继电器开关。
二、电路设计及理论分析
电路设计部分：
1.恒流电路的设计
恒流工作模式时，电子负载所流入的负载电流是根据设定的电流值保持而恒定，与输入电压无关，体现了它的恒流特性。恒流电路图如图4所示：
图4恒流电子负载电路
当设置当前恒流值后，单片机控制DA输出相应的基准电压，此基准电压作为运放1的同相端输入。当输入电压增加时，R4（检流电阻）的分压增加使得运放1的V-也增加，MOS管Q1ห้องสมุดไป่ตู้断，R4分压减小，负反馈最终使运放1的V-和V+相等，维持平衡。即R4上的电压恒定，也即是流过R4的电流恒定；当输入电压减小时，R4分压减小，Q1导通程度大，R4分压相对提高，最终也要实现运放1的V-和V+相等，从而实现设定的稳定电流。
方案一：采用D/A转换器AD7564。AD7564为12位的数模转换芯片，转换速度快，精度高。但是在设定参考电压的时候，以0.01V步进，不能满足要求。
方案二：采用DAC8811，是16位的DA。由于其线性度和稳定性都非常好，在硬件上保证了系统不会出现过大的震荡和超调，能显著提高电子负载的品质。
6.MOSFET功率电路的设计方案与选择
方案二：采用双积分式的11路独立输入的A/D转换器TLC2543。A/D的分辨率为12位，可实现精确到0.1毫安级精度的控制。作为一款双积分式AD，其抑制高频噪声和固定低频干扰（50HZ或60HZ）的能力很强，us级的转换速率也完全满足系统要求，因此选用方案二。
5.D/A的的设计方案与选择
D/A转换器是指将数字量转换成模拟量的集成电路，它的模拟量输出（电流或电压）与参考量（电流或电压）以及二进制数成比例，可方便实现数字量到模拟量的转化。
方案一：采用可调稳压管电路，可以稳定到稳压值，但是该电路需要稳压范围1V~35V可调，可调稳压管不能完成，而且误差较大。
方案二：类似恒流工作模式方案一的全数字反馈方案
如图3所示，与全数字反馈的电流源电路原理先死，如果用于电压精确可调的可变电源源场合，全数字方案无疑可以带来极大方便。故选用方案二。
图3全数字反馈的电压源
图6恒阻电子负载电路
假设要求恒阻模式时的电阻为R，有R/R1＝N，将DA的电压设成V/N，所以R1两端的电压也是U/N，所以又
由于不断的对电压采样，DA也在随电压变化而变化。这种情况下，表达式中不出现电压，即电路的等效电阻是恒定的，因此实现了恒阻模式。
4.MOS电路的设计
电路当中使用IRF540N为N沟道增强型的MOS管，在恒流工作模式时需工作在可变电阻区，已达到恒流的工作特点。所以需通过调节MOS管的UＧＤ＞UＧＳ（ｔｈ）这就需要MOS管工作在可变电阻区时UＧＤ＞3V。
摘要
本电子负载采用 MSP430F2616 单片机作为系统的控制芯片，可实现以下功能：有恒压、恒流和恒阻三种模式，并且可以在三者之间通过键盘输入程控切换。
通过按键及DA转换设置电压、电流、电阻的基准；模拟电路部分主要采用比较器控制负载回路上的主控NMOS管栅压，从而控制其导通情况即回路等效阻抗；AD对输出电压、电流采样并通过液晶显示；最后增加了过载保护、短路保护和过热保护。在实现基础功能的基础上，CV范围扩大为0-35V，CC扩大为0-4A，CR范围为1-99Ω，并且增加了通过无线模块实现的手持显示器。
这种方案在控制原理上较简单，原则上可以用在任意控制要求中。但是缺点是电路本身不具备恒流特性，负载变化引起的电流变化完全依赖数字反馈来调整。受控制器运算速度、模数/数模转换精度和速度影响，抗负载波动能力差。所以不采用图2所示全数字控制方案。
图2全数字反馈恒流源方案
方案二：压控恒流源电路
该方案的基本思路是，模拟电路部分本身是恒流电路，对负载变化能自动调节。压控部分通过数字反馈控制，闭环控制作精确微调。
1.主控器模块的设计方案与选择
主控器负责控制与协调其他各个模块工作，并进行简单的数字信号处理。在整个电子负载系统中，主控器是系统的控制中心，其工作效率的高低关系到系统效率的高低以及系统运行的稳定性。
方案一：采用ATMEL 公司的AT89C51。51单片机价格便宜，应用广泛，使用AT89C51需外接两路AD转换电路，实现较为复杂。
如图7所示，该方案采用场效应管和集成运放，组成电压比较电路，通过比较运放1两个输入端的电压，控制MOS管的工作的状态，使它具有恒流特性。R4为取样电阻。此方案的调节速度快，系统的跟随性好，恒流性能优越，转换速度快，控制精度高。
综上考虑，恒流工作方式的电路采用方案二：压控恒流电路方案。
3.恒压工作模式的设计方案与选择
7.信号处理电路的设计方案与选择
本系统设计信号处理包括滤波、A/D转换、D/A转换和运算放大器对信号的放大。A/D转换由TI单片机MSP430F2616内部提供，低通滤波就是用简单的电容并联来实现，故只对DA转换电路和运算放大器提出方案。
方案一：采用LM358。LM358 内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器，适合于电源电压范围很宽的单电源使用，也适用于双电源工作模式，在推荐的工作条件下，电源电流与电源电压无关。它的使用范围包括传感放大器、直流增益模块和其他所有可用单电源供电的使用运算放大器的场合。
四、系统测试和数据分析
1．测试方法
（1）在测试基本部分指标时，接欧姆负载RL，让电源处于额定输出功率工作状态下，测量直流输出电压U0和总电流I0，并利用公式n=U02/（24*I0*RL）来计算供电系统的效率。调整负载电阻，保持输出电压U0=8.0±0.4V，使两个模块输出电流之和分别为I0=1.0A和I0=1.5A，且分别设定I1：I2=1:1和I1：I2=1:2模式分配电流，测量I1、I2的大小，计算误差。
（2）在测试发挥部分指标时，调整负载电阻，I0在1.5~3.5A之间变化，设定电流比在（0.5~2.0）范围变化，在此，我们取两个模块输出电流之和分别为I0=2.4A和I0=3.5A，且分别设定I1：I2=0.8和I1：I2=1.8模式分配电流，测量I1、I2的大小，计算误差。
直流电子负载
直流电子负载姓名（学号） ******** 时间******班级 ********摘要本设计采用TI公司的MSP430F149型微处理器作为系统控制核心，主要由电压电流检测模块、过压保护模块、压控恒流电路模块以及液晶显示模块组成。
电压电流检测模块采用ADS1115DGSRAD转换器检测端口电压电流；过压保护模块主要采用OPA2340PA作为比较器控制压控模块的输出；压控恒流模块采用3DD15功率三极管作为功率器件；液晶模块采用12864作为系统的模式和数据显示屏。
数据结果给出了：恒流工作模式的电流范围为100mA～1000mA ，分辨力为10mA 时显示值与测量值；恒流工作模式下，电子负载两端电压变化10V时，输出电流前后数值；过压保护电路的阈值电压；实时流过电子负载的电压、电流以及直流稳压电源负载调整率。
本设计还具有自动电流、电压测量校准功能以提高测量精度。
关键词:MSP430F149；电子负载；恒流目录1系统方案 .............................. 错误！未定义书签。
1.1系统总体思路............................ 错误！未定义书签。
1.2系统方案论证与选择...................... 错误！未定义书签。
1.2.1 恒流电路模块论证与选择................ 错误！未定义书签。
1.2.2数据显示模块论证与选择................ 错误！未定义书签。
1.3系统总体方案设计........................ 错误！未定义书签。
2理论分析与计算 ........................ 错误！未定义书签。
3电路与程序设计 ........................ 错误！未定义书签。
3.1电路的设计.............................. 错误！未定义书签。
3.1.1 温度检测电路.......................... 错误！未定义书签。
简易直流电子负载
简易直流电子负载摘要：该设计以msp430 launchpad构成的最小系统为核心，由恒流电子负载模块、电压电流检测模块、人机交互等模块完成了简易直流电子负载系统。
采用高精度电流监控器ina282和16位高精度模数转换芯片ads1115构成电子负载电流、电压实时检测，并将检测到的电流信号与给定值比较调节恒流电子负载模块的pwm信号的占空比以实现恒流，并且将电压、电流检测数据进行处理得到被测稳压源的负载调整率。
测试结果表明该系统结构简单、高效、稳定。
关键词：开关电阻可调恒流负载数字控制中图分类号：tp368.1 文献标识码：a 文章编号：1007-3973（2013）008-115-031 系统方案1.1 具体指标如表11.2 恒流电子负载电路方案方案一：boost拓扑构成的恒流电子负载。
如图1所示，在特定的输入电压下，通过调节boost电路的pwm信号占空比可以使得输入电流发生改变，通过闭环控制可以达到恒定boost电路输入电流的目的。
这样，boost 电路充当了一个恒流负载。
该方案的优点是恒流负载的输入电流波形较好，对被测稳压源的影响较小；要求的输入电压可以做到很低，从而适应被测电源电压的范围很宽。
但缺点是开关管的电压电流应力较大，控制上不易稳定。
方案二：基于开关电阻的恒流电子负载。
如图2所示，开关s和电阻r构成开关电阻，特定直流电压vi加在开关管电阻上，调节pwm信号占空比可以调节电路的输入电流，通过闭环控制，可以实现输入电流的恒定，输入电流波形如图3。
该方案具有电路结构简单、控制方便、成本低廉、工作可靠等优点。
可以直接发出pwm低电平封锁开关管实现0输入电流的目的。
缺点是输入电压必须不低于某一特定的值才能正常运行和保证控制精度。
由于有先进的单片机、ad芯片、电流检测芯片等，通过电路参数的合理设计，可以将这些问题的影响降到最低。
综上，我们选方案二。
1.3控制方案对于开关电阻的控制可以采用模拟电路进行调制和控制，具有模拟控制的快速性、连续性等优点，但模拟电路的功能较单一，不便于实现课题要求的多功能化。
电能回馈直流电子负载的设计与实现
Ｋｅ ｗｏ ｄ ：ｌ ｃｒ ｎ ｃｌ ａ ；Ｂ ｏ ｔ ｏ ｖ ｒ ｒｃｒ ｕ ｔ ｉｈ ｆｅ ｕ ｎ ｙｉｏ ａｉｎ ｃ ｒｕ ｔ ｎ ｅ ｓ ｒ — ｏ ｎ ｃｅ ｉ ｕ ｔ ｙ ｒ ｓ ｅ ｅ ｔ ｉ ｏ ｄ ｏ ｓ ｎ ｅ ｔ ｉｃ ｉ；ｈｇ － ｑ ｅ ｃ ｓ ｌｔ ｉ ｉ；ｉｖ ｒ ｅｇ ｉ ｃ ｎ ｅ ｔｄ ｃｒ ｉ ｏ ｃ ｅ ｒ ｏ ｃ ｄ ｃ
ｌ ｏ ． ｈ ｏ ｔ ｌ ｃ ｌ ｏ ｈ ｉｈ ￣ｅ ｕ ｎ ｙ ｉｏａ ｉｎ ｃ ｒ ｕ ｔｉ Ｓ ５ ５ Ｔ ｅ ｃ ｒｅ ｔ ｍｏ ｅ ｃ ｎ ｒ ｌ ｉ ａ ｏ ｔｄ ｉ ｈ ｎ ｏ ｐ Ｔ ｅ ｃ ｎ ｒ ｅ ｌ ｆ ｔ ｅ ｈｇ 一 ｑ ｅ ｃ ｓ ｌｔ ｉ ｉ ｓ Ｇ３ ２ ． ｕ ｒ ｎ ｄ ｏ ｔ ｓ ｄ ｐ ｅ ｎ ｔ ｅ ｉ — ｏ ｏ ｃ ｈ ｏ
第４ ５卷 第 ７期
２ １年 ７ 月 ０１
电 力 电子 技 术
基于MSP430单片机的直流电子负载设计
Ｖｏ １ ． ２ １
Ｎｏ ． ２ ３
电子 设计 工程
Ｅｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ Ｅｎｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ
２ ０ １ ３年 １ ２月
Ｄｅ ｃ ． ２ ０ １ ３
基才 ＭＳ Ｐ ４ ３ ０单 片机 的直流电子负载设计
Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ Ｏ ｆ ＤＣ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ｌ ｏ ａ ｄ ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ＭＳ Ｐ４ ３ ０ Ｍ ＣＵ
Ｗ ＡＮＧ Ｈａ ｎ ｇ— ｙｕ
（ Ｄ ｅ ｐ ａ ｒ ｔ ｍｅ ｎ ｔ ｏ ｆＥ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ， Ｘ ｉ ＂ ａ ｎ Ａ ｅ ｒ ｏ ｎ ａ ｕ ｔ ｃ ｉ ａ ｌ Ｐ ｏ ｌ ｙ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｃ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ， Ｘｉ ’ ａ ｎ ７ １ ０ ０ ８ ９ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
王 航 宇
（ 西安 航 空 职 业技 术 学 院 电 子 工 程 学 院 ， 陕 西 西安 ７ １ ０ ０ ８ ９ ）
摘要： 直 流 电 子 负载 具 有 使 用 方 便 、 灵活 ， 功能 强大等特 点 ， 能 够 很 好 的 检 测 直 流 稳 压 电 源 。 因此 人 们 对 电 子 负栽 的 需 求越 来 越 多 ． 对 其 性 能 要 求也 越 来 越 高 。 设 计 了 一 种 高精 度 的 电子 负 载 ， 其 主 要 由 电子 模 块 、 电子 负载 模 块 、 频率切换 模块 、 采样模 块 、 显 示 模 块 和 电 源 模 块 构 成 。 它 是 以 ＭＳ Ｐ ４ ３ ０单 片机 为 控 制 中 心 ， 通过 Ｄ ／ Ａ 的 控 制 达 到 恒 流 值 在 一 实际的端电压 、 端 电流送 回单片机控 制模块 ， 还 采用 了 Ｐ Ｉ Ｄ
程控直流电子负载的研究与设计
个设 定 的恒 流条 件下 。 通 过一 个０ ． ０ ５ ｎ的电 阻与３ Ｄ Ｄ １ ５ Ｄ 串 联 电阻两 端 的电压 经过Ｉ Ｎ Ａ ２ ８ ２ 放大后 通过 单 片机 采集 ，
Ｏ Ｐ Ａ ２ ２ ２ ７ 与Ｏ Ｐ Ａ ２ ３ ４ ０ 芯片组成 ， Ｏ Ｐ Ａ ２ ２ ２ ７ 进 行 两 路 的 输 入
图 ２ 电 流 采 样模 块
机。 采用０ ． ０ ５ Ｑ的小 电阻与３ Ｄ Ｄ １ ５ Ｄ串联使得 电阻的分压 减小 ， 从而将系统 的误差降到最小 。 基 于单片机 的恒流工 作模 式 的直 流 电子 负 载原 理框 图如 图 ｌ 所示 。
Ｌ Ｃ Ｄ ｋ ０ ＝ ＝ Ｍ Ｓ 基 本 的 工作 原 理是 ： 通 过 键 盘 设 置 功 率 驱 动模 块 使得 电 子负 载 工作 在 恒流 状 态 下 ， 通 过 一个 ０ ． ０ ５ Ｑ 的电 阻 与３ Ｄ Ｄ１ ５ Ｄ串联来 对 电流 进 行采 样 。 将 流过 电阻 的 端 电 压经过Ｉ Ｎ Ａ ２ ８ ２ 组 成的 电流采样模块 后送 到Ｍ Ｓ Ｐ ４ ３ ０ 单 片
用 于交 直 流 电源 的测 试 。
１ 总体设 计 方案
整个系统 由单片机 控制模块 、 电子负载模块 、 功率驱 动模块 、 采样模块 、 显示模块和电源模块构成 。 单片机采用 Ｍ Ｓ Ｐ ４ ３ ０ ， 较之５ １ 系列 具有 Ｉ ／ ０口多 、 内部集 成 Ａ Ｄ 模块 、 低 功
被 测
键 盘
＝
片
—陋
— —
ｆ 电
源
图３ 电压 采 样 模 块
机
模
一
采样电流模块实现对功率器件３ Ｄ Ｄ １ ５ Ｄ 的端 电流的采 集， 本模块 先 利 用Ｔ Ｉ 公 司 的Ｉ Ｎ Ａ ２ ８ ２ 芯 片对采 样 电阻Ｒ ０ 两 端
直流电子负载
直流电子负载2010111王士凡、曹伟、檀胜顺【摘要】本设计主要以运放OP07DP和具有自我保护功能的大功率场效应管IRFB41N15D为核心构成电压反馈和电流反馈电路；实现具有恒流、恒压、恒阻三种方式的直流电子负载电路，电路具有预置电流、电压值的功能。
系统包括恒流电路，恒压电路，过流保护电路，采样电路、显示电路等；能够检测被测电源的电流值、电压值；检测值通过AD转换发送给51单片机，由单片机控制1602显示各个参数。
关键字：电子负载，1602，OP07DP，51单片机,IRFB41N15D一、设计方案论证与选择1、总体设计方案的论证与选择按照系统的功能设计要求，直流电子负载的设计采用以恒流方式电路和恒压方式电路为核心实现，由恒流模块、恒压模块、恒阻模块、显示模块等模块组成。
用1602来实现电压以及电流的显示。
电路系统框图如图1所示。
图一、总体电路图2、各电路模块设计方案的论证与选择（1）恒流模块方案一：采用简单的三极管构成的恒流模块的电路；方案二：采用运放构成的放大电路，反馈电路和恒流模式；由于方案一的设计中采用的是简单的三极管构成的恒流模式电路，由于我们要求可调，且稳定性好，功率较大，三极管并不具有我们想要的精度要求，而场效应管具有与我们符合的精度要求，所以我们选用方案二，采用运放和场效应管构成的恒流模块。
具体的方案框图如下图2二所示。
图二、恒流模块电路设计图（2）恒压模块方案一：采用一个稳压二极管构成的恒压电路。
方案二：采用运放，场效应管构成的恒压模块。
由于方案一的设计中输出电压被限制在所接稳压二级管的稳压值，且最重要的一点是该稳压管稳定的电压不可调节，极度严重的不符合我们的设计需要，而方案二中虽然电路相对比较复杂，但有着很好的稳压作用，且还具有可调功能，符合我们的设计要求，方案二的具体设计方案方框图如下图3所示。
图三、恒压模块电路设计图（3）显示方案的选择方案一：采用单片机控制1602来显示。
直流电子负载
第十届大学生科技创新基金项目直流电子负载项目成员：种盈蕾，曾宪祯，吴雷，朱日兴指导教师：袁凤辉、陈连水电子负载摘要电子负载用于测试直流稳压电源、蓄电池等电源的性能,电子负载，有恒流和恒压两种方式，可手动切换。
恒流方式时要求不论输入电压如何变化（在一定的范围内），流过该电子负载的电流恒定，且电流值可设定。
工作于恒压方式时，电子负载端电压保持恒定，且可设定，流入电子负载的电流随被测直流电源的电压变化而变化。
本设计采用 STC89C52 单片机作为核心控制器，设计了DA输出控制电路、AD检测电路、键盘电路、显示电路和驱动电路，单片机输出比较器基准电压，比较电路比较控制MOS管的导通量，调节流过场效应管的电流和被试电源两端的电压，实现恒流、恒压两种工作模式。
关键词：电子负载、STC12C5620AD、CC模式、CV模式、CR模式、场效应管目录1 方案论证 (1)1.1 显示模块 (1)1.2 直流恒流恒压 (1)1.4 A/D模块选择 (1)1.5 单片机系统 (2)2 电子负载的原理概述 (2)2.1 定电流模式（CC mode) (3)2.2 定电压模式（CV mode) (3)2.3 定电阻模式（CV mode) (3)3硬件系统 (3)3.1 原理方框图 (3)3.2单片机——STC12C5620AD (4)3.3 D/A转换芯片 (5)3.4 A/D转换芯片 (6)3.5 显示模块................................ ....... . (7)3.6 MOSFET场效管的应用 (8)3.7 按键识别电路 (9)3.8 集成运算放大器的应用 (10)3.9 传感器 (11)4 系统软件设计 (12)4.1 主程序流程图 (14)4.2 D/A基准电压输出子程序设计 (14)5. 结论 (16)结论 (16)参考文献 (17)附录A：整体电路原理图 (17)1方案论证：1.1显示模块方案一：采用点阵型（128 * 64）液晶12864ZW（LCD）。
电子负载设计.
题目：直流电子负载的设计摘要由大功率晶体管构成的功率恒流源充当负载,通过吸收电源提供的大电流, 从而模拟复杂的负载形式,测试电能输出装置或转换装置的输出性能。
在比照传统测试所用的静态负载的根底上 , 提出新型电子负载实现的根本功能 , 并作了原理和电路分析及电路调试 , 同时进行了功能完善、性能改善及智能控制探讨。
实验证明 , 该装置解决了传统测试中用电阻、电阻箱、滑线变阻器等模拟不了复杂负载的问题。
关键词负载 ;电子负载;定电流模式;定电压模式输出电能或转换电能的设备或部件各式各样 , 如何对其输出特性进行可靠、全面且比较简单、快捷的测试 , 一直是仪表测试行业研究的问题。
传统测试中, 常采用静态负载( 作为消耗能量的器件广泛地称为负载) 。
实际上负载的形式较为复杂, 常为一些动态负载, 如: 负载消耗的功率是时间的函数, 或者负载工作在恒定电流、恒定电阻、恒定电压方式以及不同的峰值因数、功率因数或负载为瞬时短路负载等 , 传统负载模拟不了这些复杂的负载形式。
本文研制的电子负载就是针对实际应用中负载比较复杂的情况而设计的测试设备。
1工作原理为了使电子负载有具有定电流(CC) 、定电阻(CR) 、定电压(CV) 、定功率 (CP)等工作模式 . 采用以单片机为核心的控制电子负载的工作模式 ,通过检测电源输出的电压和输出电流 . 根据电子负载设定的模式 ,控制电源输出电流的大小 ,使电子负载具有定电流 (CC) 、定电阻 (CR) 、定电压 (CV) 、定功率 (CP)等工作模式 . 电流采用滞环控制方式 ,功率管工作在开关状态 ,产生的能量大局部消耗在功率电阻上 ,功率管的损耗小 ,温升低 . 图 1 为恒流型电子负载的结构框图 . 各局部的功能分别为 :电流控制电路是控制被测电源的负载的电流 , 能按设定的电流给电源加载 ,功率消耗电路是把电流控制产生的能量以热的形式消耗掉 ,显示及键盘电路主要是满足人机界面 , CPU主要完成人机交互 ,测量电压电流 ,计算出放电的能量 ,以及根据要求产生电压信号控制负载的电流 ; 电源电路产生适宜电源为其它电路提供工作电源。
基于STC12C5A60S2的直流电子负载设计
图 ２ 电 路 原 理 图 用一个运放作为反馈 ． 即选 用 Ｏ Ｐ ０ ７ 芯片来实现恒流功 能模块的 放大和 比较 其电路图有 足够 的精度和可调性 ． 元件普遍易于搭建和 Ｖ ｔ ｅ ｓ ｔ 和Ｇ ＮＤ是测试点 调试 。综上所述 ． 根据我们对 电路 的要求 。 为 了提高 Ｄ ／ Ａ的驱动能力 ． 给Ｄ ／ Ａ加一个电压跟随器 电路包括 １ ． ２ ． ３ 恒阻模式设计 恒压 、 恒流 、 恒 阻模块 ， 检测模块 ． 功率控制模块 ， 过载保护模块 的电路 可 以在恒流 电路的基础上通过 ＭＣ Ｕ检测到的输入 电压来计算 电 Ｔ Ｃ １ ２ Ｃ ５ Ａ ６ ０ Ｓ ２接 口 流， 达到恒 阻的 目的。 这样 的话在恒流的基础上很好的实现了恒 阻． 电 图以及 与之连接 的 Ｓ
２ 硬 件 原 理 分 析 及设 计
２ ． Ｉ 总体负载电路设 计
Ｖ￣ ｅ Ｃ ｓＩ
图 １ 系统 结构框 图
１ ． ２ 模 块 方 案 １ ． ２ ． １ 恒 压 方 案
直接用运算放大器 Ｏ Ｐ ０ ７芯片来实现电压的 比较放大 ． 电路简单 易懂 。电路可以实现恒压功能模块 ． 误差相对较小 。 且０Ｖ ｉ ｎ ＜ ５ Ｖ时 ， 开关 Ｓ １断开 ． 不需要 电阻分压取 电压 （ 来显示 ） ： 开 关Ｓ ２断开 、开关 ｓ ３闭合 ，引入电流反馈来稳 定电流 ； Ｓ ５断开 ， Ｓ ６闭 合． Ｄ ／ Ａ接 比较器正 向输入端。 Ｂ ． Ｖ ｉ ｎ ＞ ５ Ｖ时 ， 开关 ｓ １ 闭合 ． 电阻分压后取电压后 Ａ ／ Ｄ显示 ； 开关 ｓ ２ 断开 、 开关 ｓ ３ 闭合 ， 引入 电流反馈来 稳定 电流 ； ｓ ５ 断开 ， ｓ ６闭合 ， Ｄ ／ Ａ接比较器 正向输入端
可编程直流电子负载的设计
可编程直流电子负载的设计Design of programmable DC electronic load电子负载是一种通过控制内功率MOSFET或晶体管的导通量，靠功率管的耗散功率消耗电能从而准确检测出负载电压，精确调整负载电流的设备。
本设计以STM32F103ZET6单片机为主控芯片，配合D/A转换、运算放大器、模拟乘法器、场效应功率管、液晶显示器等器件构成，并通过相应的软件代码配以适当的手动调节来实现三种模式的转换控制；在定电流模式下，不管输入电压是否改变，电子负载消耗一个恒定的电流。
在定电压模式下，电子负载将消耗足够的电流来使输入电压维持在设定的电压上。
在定电阻模式下，电子负载被等效为一个恒定的电阻，电子负载会随着输入电压的改变来线性改变电流。
关键词：电子负载；单片机；D/A转换；CC模式；CV模式；CR模式；CP 模式；Electronic load is a kind of a flux control power transistor by MOSFET or by power, power dissipation of electric energy consumption so as to accurately detect the load voltage, load current of the precise adjustment of equipment. This design uses STC12C5A microcontroller as the main chip, combined with D/A converter, voltage comparator, power FET, liquid crystal display and other components, and with manual adjustment appropriate to convert the three modes of control through the corresponding software code; in the constant current mode, regardless of whether the input voltage changes, the electronic load current consumption a constant. In the constant voltage mode, the electronic load current to the input voltage will consume enough maintained at the set voltage. In the constant resistance mode, electronic load resistance is equivalent to a constant, the electronic load will increase with the input voltage changes to a linear change in current.Keywords:e lectronic load; single chip microcomputer; D/A conversion; CC model;CV model; CR model; CP model;引论 .................................................................................................................... - 1 -1 总体设计方案 ............................................................................................... - 2 -1.1 设计内容及要求....................................................................................... - 2 -1.2 总体结构框图........................................................................................... - 2 -2 原理及方案论证........................................................................................... - 4 -2.1 工作原理................................................................................................... - 4 -2.2 各功能模块方案论证............................................................................... - 7 -3 设计原理图 .................................................................................................. - 11 -3.1 MOS均流电路....................................................................................... - 11 -3.2 运算反馈调整电路................................................................................. - 12 -3.3 程控驱动电路......................................................................................... - 16 -4 程序设计....................................................................................................... - 21 -4.1 程序流程图............................................................................................. - 21 -4.2 程序功能分析......................................................................................... - 21 -5 调试及测试 .................................................................................................. - 24 -5.1 恒流模式................................................................................................. - 24 -5.2 恒压模式................................................................................................. - 25 - 结语 .................................................................................................................. - 26 -主要参考文献 .................................................................................................... - 28 -附 录 .................................................................................................................. - 29 -附录一 MOS管均流电路图........................................................................... - 29 - 附录二 调整反馈电路图.............................................................................. - 30 - 附录三 程控电路图...................................................................................... - 31 - 附录四 电子负载调试过程图一.................................................................. - 32 - 附录五 电子负载调试过程图二.................................................................. - 33 -直流电子负载技术是现代科技的前沿技术，直流电子负载产业也是国内外公认的具有发展前途的高新技术产业，以技术含量高、经济效益好、渗透能力强、市场前景广等特点为世人瞩目。